6.5 Produção de energia elétrica
6.5.3 Impactos das alterações climáticas mediados pela água na produção de
Bombg. Entrada em serviço Empresa
Baixo Sabor Sabor Nova 172 444 29,6 Sim 2014 EDP
Ribeiradio Vouga Nova 74 134 19,9 Não 2014 EDP
Foz Tua Tua Nova 254 585 26,6 Sim 2015 EDP
Fridão Tâmega Nova 238 295 14,1 Não 2016 EDP
Alvito Tejo Nova 225 370 18,7 Sim desconhecida EDP Picote II Douro Reforço 246 239 11,1 Não em serviço EDP Bemposta II Douro Reforço 191 134 8,0 Não em serviço EDP Alqueva II Guadiana Reforço 256 381 17,0 Sim 2012 EDP Venda Nova III Cávado Reforço 746 1 273 19,7 Sim 2015 EDP Salamonde II Cávado Reforço 207 274 15,3 Sim 2015 EDP Paradela II Cávado Reforço 318 616 22,1 Sim 2021 EDP
Gouvães Tâmega Nova 660 1 128 19,5 Sim Iberdrola
Padroselos Tâmega Nova 230 469 23,3 Sim Iberdrola
Alto Tâmega Tâmega Nova 127 142 12,8 Não Iberdrola
Daivões Tâmega Nova 118 161 15,6 Não Iberdrola
Girabolhos Mondego Nova 365 830 26,0 Sim Prevista para
2015 Endesa TOTAL 4 426 7 474 19,3
Se for instalada toda a capacidade anunciada nas novas centrais e nos reforços de potência, a potência hidroelétrica total praticamente duplicará. Com exceção do reforço de Alqueva e das novas centrais do Alvito, Ribeiradio e Girabolhos, toda a nova potência será instalada na região Norte, a norte do Douro, isto é, na região para a qual os cenários de alterações climáticas projetam um ligeiro aumento de precipitação média anual.
6.5.3 Impactos das alterações climáticas mediados pela água na produção de energia elétrica Os impactos mais relevantes sobre as instalações de produção de energia elétrica, em termos globais e qualitativos, traduzem-se em:
a) No caso das centrais termoelétricas:
- Aumento das cotas de inundação na faixa costeira, decorrentes de variação do nível do mar, com aumento da superfície costeira inundável e potencial dano sobre instalações aí localizadas;
118 Estratégia Setorial de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas relacionados com os Recursos Hídricos - Aumento da intrusão salina em bacias de maré, com agravamento dos impactos sobre a qualidade da água utilizada em centrais térmicas cuja localização seja sensível a esse fenómeno;
- Maior frequência de ocorrência de situações de elevação da temperatura da água de arrefecimento suscetíveis de afetar o funcionamento da central;
- Maior probabilidade de ocorrência de cheias que, consoante a localização da central, podem afetar o seu funcionamento, designadamente obrigando à sua paragem total.
b) No caso das centrais hidroelétricas:
- Maior variação, em termos médios, da produtibilidade anual e consequente disponibilidade hídrica;
- Aumento do risco de precipitações intensas e de cheias, com aumento dos caudais de ponta, e aumento da duração dos períodos secos, em ambos os casos implicando maior risco de situações críticas para a produção hidroelétrica e consequente necessidade de adaptação dos critérios de exploração e segurança do sistema eletroprodutor.
Nas zonas costeiras, os fenómenos mais importantes com relevância para instalações energéticas são a subida do nível médio da água do mar e a eventual modificação do regime de ondulação marítima, o que pode traduzir-se numa modificação da frequência e intensidade de inundações costeiras afetando as instalações localizadas nessas zonas. Uma ocorrência simultânea de níveis elevados de sobrelevação, praia-mar de águas vivas e precipitação intensa pode causar inundações e danos significativos nas tomadas de água ou nas próprias instalações principais de centrais termoelétricas junto à costa. Na costa portuguesa, as tendências projetadas para finais do século XXI apontam para uma manutenção da altura média anual das ondas, mas para um agravamento dos temporais, quer no inverno, quer no verão.
No Continente, há algumas instalações suscetíveis de serem afetadas por aquele tipo de impactos, embora não todas responsáveis diretamente pela produção de energia. São elas:
- No setor petrolífero, as refinarias de Sines e de Matosinhos; - No setor do gás natural, o terminal metaneiro de Sines;
- No setor elétrico, a central termoelétrica a carvão de Sines (1200 MW).
As duas novas centrais termoelétricas, previstas para a Figueira da Foz e Sines, estarão também situadas junto à costa e serão arrefecidas, em circuito aberto, com água do mar.
Pela sua localização em termos de cota e de afastamento da linha de costa, nenhuma das instalações existentes ou projetadas se considera diretamente em situação de risco de incidente por subida gradual do nível do mar. Contudo, um agravamento significativo da agitação marítima pode
aumentar a frequência ou duração de situações de perturbação ou interrupção das condições de descarga de carvão e de gás natural destinados ao setor energético. Nestes casos, não são apenas afetadas as centrais junto à costa mas todas as que utilizam esses combustíveis, embora a existência de reservas estratégicas, impostas internacionalmente, e o abastecimento alternativo de gás natural por gasoduto reduzam consideravelmente o seu impacto sobre o sistema produtor.
As centrais com refrigeração em circuito aberto utilizando água do mar podem estar sujeitas a incidentes causados por afluências anormais de algas à bacia de adução e aos equipamentos de filtragem resultantes de uma combinação desfavorável de temperatura da água, vento forte e acentuada ondulação marítima. Esses incidentes, até hoje raros, podem causar danos nos sistemas de filtragem e impor inclusivamente a paragem de alguns grupos. As alterações climáticas podem elevar a frequência de ocorrência destes incidentes para os quais, no entanto, há medidas de adaptação.
A intrusão salina na bacia de maré do Tejo, hoje com efeitos esporádicos sobre as duas centrais localizadas nos terrenos do Carregado (uma entretanto desativada), pode acentuar-se de futuro, traduzindo-se em menor disponibilidade de água doce para utilização na caldeira.
No que se refere à precipitação e ao escoamento, os cenários regionais desenvolvidos no âmbito do SIAM apontam para alterações dos caudais gerados e alterações na sua distribuição sazonal. É de esperar um aumento da precipitação global de inverno, embora com redução nos últimos meses da estação húmida, e uma redução acentuada no resto do ano, especialmente no centro e sul do país. Em geral, prevê-se um pequeno aumento da precipitação anual nas bacias do norte e uma redução acentuada no centro e sul. Mesmo na região Norte, prevê-se uma redução anual de precipitação, em especial na zona seca do Douro interior (Santos et al., 2002).
A diminuição de precipitação, combinada com o acréscimo de retiradas de água para a agricultura e para usos industriais e domésticos e, no caso particular das bacias do Douro e do Tejo, com a diminuição de caudais afluentes de Espanha, levará a uma redução dos caudais gerados e a uma redução progressiva do escoamento anual. Essa redução poderá atingir valores da ordem de 20% na bacia do Douro, 15 a 30% nas bacias do Vouga e do Mondego, 10 a 30% na bacia do Tejo e até 62% nas bacias do Sado e do Guadiana.
O aumento das assimetrias espaciais e temporais da água disponível obrigará a uma adaptação dos critérios de exploração das centrais hidroelétricas e dos critérios de gestão global do sistema eletroprodutor interligado.
Apesar destas tendências, globalmente desfavoráveis para a produção hidroelétrica, a repartição espacial e as características – sobre-equipamento e capacidade de bombagem - de grande parte dos
120 Estratégia Setorial de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas relacionados com os Recursos Hídricos aproveitamentos hidroelétricos atuais e futuros, vai no sentido de uma adaptação aos impactos desfavoráveis, como mostram o Quadro 15, apresentado anteriormente, e o Quadro 16, ambos estabelecidos na base de informações da EDP.
Recordando os valores do Quadro 15, verifica-se que, em relação aos reforços de potência e aos novos aproveitamentos, apenas 19% da potência e 21% da energia se localizam nas regiões Centro e Sul; os restantes localizam-se na região Norte. Tendo em conta apenas as centrais e grupos existentes a 31 de dezembro de 2011, 95% da potência e 97,6% da produtibilidade média anual localizam-se nas regiões Norte e Centro e apenas 5% da potência e 2,4% da produtibilidade na região Sul. No Quadro 16 mostra-se a sua repartição por bacia hidrográfica e as principais características.
Quadro 16 – Principais centrais hidroelétricas a 31 de dezembro de 2011
Bacia hidrográfica Nº de centrais Nº de grupos Capacid. útil (GWh) Produtibilidade média anual (1) Potência instalada Utilização anual da potência instalada (2) (GWh) (%) (MW) (%) Horas (%) Cávado-Lima 10 21 1.742 2.712 24,2 1.329 26,5 2.041 23,3 Douro 12 34 129 6.215 55,4 2.388 47,6 2.603 29,9 Tejo-Mondego 15 38 615 2.023 18,0 1.059 21,1 1.910 21,8 Guadiana 1 2 442 269 2,4 240 4,8 1.121 12,8 Total 38 93 2.928 11.219 100,0 5.016 100,0 2.237 25,7 Albufeiras 22 49 2.928 4.717 42,0 2.537 50,6 1.859 21,2 s/ bombagem 17 39 2.176 3.607 32,2 1.567 31,2 2.302 26,3 c/ bombagem 5 10 753 1.110 9,9 970 19,3 1.145 13,1 Fios-de-água 14 46 0 6.502 58,0 2.479 49,4 2.623 30,1 Total 36 95 2.928 11.219 100,0 5.016 100,0 2.237 25,7 (1)
Valores médios da série de afluências de 1956 a 1995;
(2) Utilização média anual da potência instalada (série 1956-1995)
As tendências, regionalizadas, projetadas para o escoamento, em resultado das alterações climáticas, não parecem suscetíveis de afetar negativamente, por si só e em termos médios, a produção hidroelétrica. Contudo, nada se pode concluir quanto à irregularidade intra-anual das afluências, quanto à sequência de regimes secos e húmidos e quanto à gravidade dos fenómenos extremos. O previsível aumento da estação seca e a maior frequência de fenómenos extremos neste período permite antecipar que será nele que se poderão registar os impactos mais críticos.
Um aspeto negativo para a evolução da produtibilidade hidroelétrica decorre da importância dos aproveitamentos do Douro nacional, todos a fio-de-água, praticamente sem capacidade de regularização e cuja produção depende fortemente da exploração dos aproveitamentos espanhóis, a montante, no troço principal e nos afluentes. O aumento gradual dos consumos na bacia espanhola do Douro, conjugado com a necessidade de mitigar os impactos das alterações climáticas, evidencia
o interesse estratégico de uma reserva no Douro superior, em vias de concretização com a construção do aproveitamento do Baixo Sabor.
Acresce que, com as mudanças de organização do setor elétrico a partir de 1990, que impuseram uma desverticalização das grandes empresas elétricas e a introdução de um regime de concorrência na produção, ficaram fortemente limitadas as condições para uma coordenação de exploração e troca de informação entre empresas produtoras que eram a regra no contexto anterior. O novo quadro é particularmente desfavorável para as centrais hidroelétricas que, na cascata dos principais cursos de água, se situam a jusante dos aproveitamentos de empresas concorrentes que atuem no mesmo mercado. Estão nesta situação os aproveitamentos portugueses do Douro e do Tejo, situados a jusante de grandes complexos hidroelétricos de empresas espanholas. O caso de Alqueva, no Guadiana, não tem a mesma gravidade, atendendo à sua grande capacidade de armazenamento. Em regime de mercado concorrencial, é natural que cada empresa procure gerir os seus aproveitamentos numa lógica de otimização empresarial - e não global - de acordo com o parque produtor hídrico, térmico convencional (e nuclear), de que é proprietária, tendendo a secundarizar critérios de otimização global de, por exemplo, todos os aproveitamentos de uma cascata, independentemente do seu proprietário. O mesmo se passa quanto à troca de informação entre empresas sobre critérios ou dados relevantes de exploração, considerados elementos comercialmente “sensíveis”. Em períodos críticos, designadamente quando da ocorrência de fenómenos extremos como os que se anteveem em consequência das alterações climáticas, o défice ou ausência de transmissão de informação de exploração aos aproveitamentos hidroelétricos de jusante pode ser um elemento penalizador de uma adequada gestão, técnica e económica desses aproveitamentos.
A caracterização mais detalhada dos riscos das alterações climáticas sobre as instalações de produção de energia e uma adequada valorização das medidas de adaptação passa sobretudo pela análise dos impactos dos episódios climáticos extremos, isto é, cheias e secas. Os impactos mais relevantes, tendo presente a situação e caracterização do parque produtor térmico e hídrico português, estão resumidos no Quadro 17 e no Quadro 18, respetivamente.
Algumas dessas situações já se verificaram nas centrais atuais e foram objeto de medidas corretivas,
embora o acentuar das alterações climáticas venha tornar mais frequentes e intensos os fenómenos identificados, aumentando os riscos de reduções de rendimento, paragem parcial ou paragem total das instalações.
122 Estratégia Setorial de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas relacionados com os Recursos Hídricos Quadro 17 – Centrais termoelétricas
Fenómeno Efeitos Impacto na produção de energia
Acréscimo da frequência e intensidade de cheias
Inundação da casa das bombas elevatórias Submersão de motores e bombas
Inundação da central
Danificação de equipamentos Indisponibilidade de bombas Paragem de alguns grupos Paragem completa da central
Precipitações mais intensas e prolongadas
Inundação da Sala das Máquinas Inundação da central
Danificação de equipamentos Defeitos eléctricos em motores Paragem de alguns grupos Paragem completa da central Acréscimo de fenómenos de acentuada ondulação marítima e ventos fortes
Afluência anormal de algas à bacia de adução ou às tomadas de água
Danos em sistemas de filtragem Disparo das bombas de circulação Paragem de alguns grupos Paragem completa da central
Agravamento da duração e intensidade de secas
Contaminação das cadeias de água desmineralizada
Elevada salinidade e impossibilidade de uso da água para produção de água desmineralizada
Indisponibilidade de água desmineralizada Redução da produção da central
Afluências insuficientes na fonte de água de arrefecimento
Ultrapassagem da temperatura máxima da água na restituição
Impossibilidade de garantir caudais médios semanais mínimos
Redução da produção da central Paragem completa da central
Quadro 18 – Centrais hidroelétricas
Fenómeno Efeitos Impacto na produção de
energia
Precipitações mais intensas e prolongadas
Afluências elevadas por incapacidade de retenção dos aproveitamentos a montante; Redução da queda útil em consequência dos caudais descarregados
Queda útil inferior ao permitido tecnicamente com garantia de bom funcionamento dos descarregadores de superfície
Paragem da central
Agravamento da duração e
intensidade de secas
Afluências insuficientes Paragem de alguns grupos Paragem completa da central
No caso das centrais térmicas, é impossível prever, de forma unívoca, a dimensão, gravidade e duração do impacto de um determinado incidente sobre a produção de energia. Na terceira coluna do Quadro 17, relativamente a cada fenómeno, os impactos estão ordenados, de cima para baixo, do menos grave para o mais grave (que é sempre a paragem completa da central), mas não é possível
afirmar antecipadamente que determinado incidente provocará inevitavelmente efeitos bem determinados. Por exemplo: consoante a gravidade de uma submersão de motores e bombas assim os danos se podem limitar à indisponibilidade de algumas bombas ou obrigar à paragem completa da central. Analogamente, uma afluência insuficiente na fonte de água de arrefecimento pode resolver-se com uma redução da produção da central ou obrigar à sua paragem completa.
Relativamente às centrais térmicas, não há registo de paragem total da instalação, mas prevê-se que as situações mais críticas, com implicações na disponibilidade dos grupos geradores, estarão associadas a episódios de cheias no rio Tejo e de precipitação intensa na zona do Carregado.
No caso das centrais térmicas da Tapada do Outeiro (Gondomar) e do Pego (Abrantes), foram raras as situações de baixos caudais de estiagem no Douro ou no Tejo com implicações no seu funcionamento e resolveram-se com redução da produção própria ou solicitando o apoio de turbinamentos de curta duração em centrais hídricas a montante. A intensificação da frequência e duração destes fenómenos pode necessitar de outras medidas de adaptação ou implicar a paragem da central.
Relativamente às centrais hídricas, os únicos episódios reportados estão relacionados com precipitação intensa e aumento de caudais, tendo tido sempre como impacto a paragem da instalação. O acréscimo da frequência e intensidade destes fenómenos, a menos que possa ser controlado pela capacidade de regularização de novos aproveitamentos a montante, terá as mesmas consequências e, eventualmente, um aumento do volume de sedimentos arrastados. O agravamento do fenómeno das secas e de baixos caudais de estiagem implicará menor tempo de funcionamento dos grupos e poderá traduzir-se num agravamento dos efeitos da eutrofização, com reflexo na necessidade de intervalos de tempo mais curtos entre duas limpezas sucessivas da albufeira.
6.5.4 Adaptação aos impactos das alterações climáticas
A reflexão sobre a adaptação do setor da produção de energia elétrica às alterações climáticas deve atender a três particularidades importantes do setor.
Em primeiro lugar, o setor vai ser (já está a ser) profundamente alterado na sua composição e exploração e nas tecnologias a restringir ou desenvolver - restrições às centrais a carvão e intensificação do recurso às renováveis - pela adoção de medidas de mitigação, essencialmente para reduzir emissões de gases de efeito estufa; as medidas de adaptação devem ter em conta as alterações resultantes dessas medidas de mitigação.
Em segundo lugar, a definição das medidas de adaptação deve distinguir entre centrais em serviço, para as quais a atuação se limitará a medidas de exploração ou, quando muito, a medidas de
124 Estratégia Setorial de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas relacionados com os Recursos Hídricos adaptação ou correção marginal, e novas centrais a construir, para as quais a adaptação se pode e deve colocar ao nível da própria conceção.
Em terceiro lugar, o setor elétrico é um sistema complexo marcado por:
- Constrangimentos muito fortes de natureza ambiental, económica e de segurança;
- Consumo ao longo do ano muito influenciado pelos aspetos climáticos, designadamente de temperatura;
- Necessidade de equilíbrio instantâneo e permanente entre produção e consumo; ausência de capacidade direta de armazenamento de energia elétrica;
Até agora as medidas de adaptação foram tomadas de forma casuística, por reação aos acontecimentos (adaptação espontânea). A passagem a uma abordagem estratégica, integrando os impactos das alterações climáticas nos processos de planeamento e gestão dos centros produtores e definindo a oportunidade e âmbito das medidas com base nos resultados assim obtidos, é prejudicada pelas limitações na qualidade dos conhecimentos, na disponibilidade de informação e nos instrumentos de apoio à decisão. Mesmo assim, a probabilidade de as alterações climáticas e, sobretudo, a maior frequência de ocorrência de fenómenos extremos, causarem prejuízos económicos elevados nas instalações de produção recomenda que se tentem avaliar os riscos para as infraestruturas, ao longo da sua vida útil, de forma a mitigar ou prevenir esses danos.
A metodologia a utilizar passa por uma generalização do recurso à abordagem probabilística nos modelos de planeamento e à tomada de decisões em contexto de incerteza, o que pode exigir modificações em numerosos aspetos. Por exemplo, até hoje, tem sido suficiente analisar séries de dados e situações extremas do passado; passará a ser necessário considerar acontecimentos (sobretudo situações extremas) possíveis ou prováveis no futuro, associando-lhes probabilidades de ocorrência e quantificando intervalos de risco.
No caso particular do parque hidroelétrico, a adaptação requer o exercício de uma monitorização e documentação ao longo do tempo, um aperfeiçoamento da modelização (climática e hidrológica) e de possíveis formas de gestão e de projeto de infraestruturas, a documentação sistemática das ações de gestão e uma estrutura organizativa que quantifique o risco.
Para os centros electroprodutores, as medidas de adaptação aos impactos mediados pela água podem ser de dois tipos: medidas estruturais, através de alterações de configuração física, e medidas não estruturais, através de alterações de regras ou procedimentos de exploração. No caso dos aproveitamentos hidroelétricos, as principais medidas teoricamente suscetíveis de aplicação são: ( a)Medidas estruturais
- Construção de novas albufeiras de armazenamento e regularização, a montante;
- Modificação das dimensões de condutas ou canais, de modo a reduzir as perdas de carga ou a aumentar as capacidades de descarga;
- Inclusão, no projeto da barragem, de descarregadores adicionais; - Adição de comportas controláveis aos descarregadores livres; - Alteração do número e tipo de turbinas.
(b) Medidas não estruturais:
- Desenvolvimento ou melhoria dos instrumentos de monitorização e previsão hidrológica; - Desenvolvimento de novas tecnologias para monitorizar o comportamento das instalações e
identificar formas de as explorar em diferentes condições climáticas; - Alteração das regras e procedimentos de exploração da central;
- Melhoria da coordenação de exploração de um aproveitamento hidroelétrico com a de outros aproveitamentos na mesma bacia hidrográfica;
- Utilização mais frequente dos descarregadores de fundo para evacuação de sedimentos; - Modificação de critérios de projeto de engenharia;
Nas instalações em exploração, é possível recorrer a adaptações operacionais, isto é, não estruturais; nas novas instalações deve ser na fase de projeto que se procede à integração das adaptações estruturais. Embora exista algum conhecimento sobre o qual basear essas adaptações, é necessário manter o esforço de I&D em climatologia e hidrologia e, simultaneamente, facilitar a transposição dos resultados das atividades de investigação para o planeamento, o projeto e a exploração dos aproveitamentos.
A adoção de medidas de adaptação pode ter de ultrapassar várias barreiras tais como a facilidade de